第一章绪论 第一节环境化学 、环境问题 Ⅰ、环境污染:由于人为因素使环境的构成或状态发生变化,环境素质下降, 从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。具体说,环境污 染是指有害物质对大气、水质、土壤和动植物的污染,并达到致害的程度, 生物界的生态系统遭到不适当的干扰和破坏,不可再生资源被滥采滥用,以 及因固体废物、噪声、振动、恶臭、放射性等造成对环境的损害。造成环境 污染的因素有物理的、化学的和生物的三方面,其中因化学物质引起的约占 、人们对环境问题认识的发展过程 (1)20世纪60年代,人们把环境问题只当成一个污染问题,认为环境污染主 要指的是城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声 的污染。对土地沙化、热带森林破坏和野生动物某些品种的频危灭绝等并未 从战略上予以重视。我国当时以污染控制为中心进行环境管理,曾对改善城 市和人民生活的环境质量起了重要作用,而明显不足表现在没有把环境问题 与自然生态联系起来,低估了环境污染的危害性和复杂性;没有把环境污染 与社会因素相联系,为能追根寻源 (2)1972年联合国在瑞典首都斯德哥尔摩召开了人类环境会议。在这次会议中 指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度,而且也表 现在对生态的破坏和资源的枯竭
1 第一章 绪论 第一节 环境化学 一、环境问题 1、环境污染：由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降， 从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。具体说，环境污 染是指有害物质对大气、水质、土壤和动植物的污染，并达到致害的程度， 生物界的生态系统遭到不适当的干扰和破坏，不可再生资源被滥采滥用，以 及因固体废物、噪声、振动、恶臭、放射性等造成对环境的损害。造成环境 污染的因素有物理的、化学的和生物的三方面，其中因化学物质引起的约占 80%—90%。 2、人们对环境问题认识的发展过程 (1)20 世纪 60 年代，人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环境污染主 要指的是城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声 的污染。对土地沙化、热带森林破坏和野生动物某些品种的频危灭绝等并未 从战略上予以重视。我国当时以污染控制为中心进行环境管理，曾对改善城 市和人民生活的环境质量起了重要作用，而明显不足表现在没有把环境问题 与自然生态联系起来，低估了环境污染的危害性和复杂性；没有把环境污染 与社会因素相联系，为能追根寻源。 (2)1972 年联合国在瑞典首都斯德哥尔摩召开了人类环境会议。在这次会议中 指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且也表 现在对生态的破坏和资源的枯竭
(3)20世纪80年代,人们对环境的认识有新的突破性发展,提出持续发展战 略。并发表了题为“我们共同的未来”的长篇报告 (4)20世纪90年代,巩固和发展了这种指导思想,形成当代主导的环境意识 通过了《里约环境与发展宣言》《21世纪议程》等重要文件 环境化学 在近现代工农业发展和科技进步过程中,“化学”为人类提供了各种各样 的生产和生活用品,化学科学和化学工业为现代化社会做出了重要贡献。然 而与此同时,大量的有害化学物质进入地球的各个圈层后,大大降低了环境 质量,直接或间接的损害人类的健康,影响生物的繁衍和生态的平衡。 在解决复杂而综合的环境问题中,环境化学就在掌握污染来源,消除和 控制污染,确定环境保护决策,以及提供科学依据等多方面都起着重要作用。 、环境化学的任务、内容与特点 仼务:环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、 行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。 内容:有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态;潜在有害物质的来源, 它们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为;有害物质对环境和生 态系统以及人体健康产生效应的机制和风险性:有害物质已造成影响的缓解 和消除以及防止产生危害的方法和途径。 特点:从微观的原子、分子水平上,来研究宏观的环境现象与变化的化学机 制及其防治途径,其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。 2、环境化学的发展动向 环境问题和人们对它的洞察力上随着时间而变化的。环境化学硏究也随 着环境问题日益严峻和人们对它认识的提髙,在各个领域深入发展,出现某 些新的趋势。目前,国际上较为重视元素的生物地球化学循环及其相互耦合 的硏究;重视化学品安全评价;重视臭氧层、气候变暖等全球变化问题。我
2 (3)20 世纪 80 年代，人们对环境的认识有新的突破性发展，提出持续发展战 略。并发表了题为“我们共同的未来”的长篇报告。 (4)20 世纪 90 年代，巩固和发展了这种指导思想，形成当代主导的环境意识。 通过了《里约环境与发展宣言》《21 世纪议程》等重要文件。 二、环境化学 在近现代工农业发展和科技进步过程中，“化学”为人类提供了各种各样 的生产和生活用品，化学科学和化学工业为现代化社会做出了重要贡献。然 而与此同时，大量的有害化学物质进入地球的各个圈层后，大大降低了环境 质量，直接或间接的损害人类的健康，影响生物的繁衍和生态的平衡。 在解决复杂而综合的环境问题中，环境化学就在掌握污染来源，消除和 控制污染，确定环境保护决策，以及提供科学依据等多方面都起着重要作用。 1、环境化学的任务、内容与特点 任务：环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、 行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。 内容：有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态；潜在有害物质的来源， 它们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为；有害物质对环境和生 态系统以及人体健康产生效应的机制和风险性；有害物质已造成影响的缓解 和消除以及防止产生危害的方法和途径。 特点：从微观的原子、分子水平上，来研究宏观的环境现象与变化的化学机 制及其防治途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。 2、环境化学的发展动向 环境问题和人们对它的洞察力上随着时间而变化的。环境化学研究也随 着环境问题日益严峻和人们对它认识的提高，在各个领域深入发展，出现某 些新的趋势。目前，国际上较为重视元素的生物地球化学循环及其相互耦合 的研究；重视化学品安全评价；重视臭氧层、气候变暖等全球变化问题。我
国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是:以有机物污染为主的水 质污染;以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染;工业有毒有害废弃 物和城市垃圾对大气、水和土壤的污染等。并且今后一个时期我国环境保护 工作的重点包括防治环境污染和保护自然生态两个方面。 第二节环境污染物 、环境污染物的类别 1、环境污染物:进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害 人类的变化的物质。 大部分的环境污染物是由人类的生产和生活活动产生的。有些物质原本 是生产中的有用物质,甚至是人和生物必须的营养元素,由于未充分利用而 大量排放,就可能成为污染物;有的污染物进入环境后,通过物理或化学反 应或在生物作用下会转变成危害更大的新污染物,也可能降解成无害物质 不同污染物同时存在时,可因拮抗或协同作用使毒性降低或增大。 环境污染物是环境化学研究的对象 2、环境污染物按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、 土壤污染物等;按污染物的形态可分为气体污染物、液体污染物和固体废物; 按污染物的性质可分为化学污染物、物理污染物和生物污染物。 3、下面介绍人类社会活动不同功能产生的污染物和化学污染物。 (1)工业:工业生产对环境造成的污染主要是对自然资源的过量开采,造成多 种化学元素在生态系统中的超量循环;能源和水资源的消耗于利用;生产过 程中产生的“三废”。 工业生产过程中产生的污染物特点是数量大,成分复杂,毒性强。常见 的有酸、碱、油、重金属、有机物、毒物、放射性等物质。还有的排放置致
3 国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是：以有机物污染为主的水 质污染；以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染；工业有毒有害废弃 物和城市垃圾对大气、水和土壤的污染等。并且今后一个时期我国环境保护 工作的重点包括防治环境污染和保护自然生态两个方面。 第二节 环境污染物 一、环境污染物的类别 1、环境污染物：进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害 人类的变化的物质。 大部分的环境污染物是由人类的生产和生活活动产生的。有些物质原本 是生产中的有用物质，甚至是人和生物必须的营养元素，由于未充分利用而 大量排放，就可能成为污染物；有的污染物进入环境后，通过物理或化学反 应或在生物作用下会转变成危害更大的新污染物，也可能降解成无害物质， 不同污染物同时存在时，可因拮抗或协同作用使毒性降低或增大。 环境污染物是环境化学研究的对象。 2、环境污染物按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、 土壤污染物等；按污染物的形态可分为气体污染物、液体污染物和固体废物； 按污染物的性质可分为化学污染物、物理污染物和生物污染物。 3、下面介绍人类社会活动不同功能产生的污染物和化学污染物。 (1)工业：工业生产对环境造成的污染主要是对自然资源的过量开采，造成多 种化学元素在生态系统中的超量循环；能源和水资源的消耗于利用；生产过 程中产生的“三废”。 工业生产过程中产生的污染物特点是数量大，成分复杂，毒性强。常见 的有酸、碱、油、重金属、有机物、毒物、放射性等物质。还有的排放置致
癌物质,如苯并芘、亚硝基化合物。一些食品、制药、制革等一些生物制品 加工工业,还排放大量需氧有机物,从而产生微生物、寄生虫等 (2)农业:农业对环境造成的污染主要是农药、化肥、农业机械等工业品, 农业本身造成的水土流失和农业废弃物等。农家肥料中常含有细菌和微生物。 〔3)交通运输:对环境造成的污染主要是噪声、汽油和柴油等燃料燃烧的产 物排放和有毒有害物质的泄漏、清洗、扬尘和污水等。其中,石油燃烧排放 的废气中含有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、铅、硫氧化物和苯并芘等。 (4)生活:生活活动也能产生物理的、化学的和生物的污染,排放“三废 分散取暖和炊事燃煤是城市主要的大气污染源之一。生活污水主要包括 洗涤和粪便污水,它含有病菌、病毒与寄生虫等病原体。城市垃圾中含有大 量废纸、玻璃、塑料、金属、动植物食品的废弃物等 2、化学污染物(九类 (1)元素:铅、镉、铬、贡、砷等重金属和准金属、卤素、氧、黄磷等。 (2)无机物:一氧化碳、氮氧化物、卤化氢、卤间化合物、氰化物等。 (3)有机化合物和烃类:烷烃、芳烃和多环芳烃等 (4)金属和准金属有机化合物:二苯铬等 (5)含氧有机化合物:环氧乙烷、醇、醛等。 (6)有机氮化合物:胺、硝基甲烷、TNT等。 (7)有机卤化物:四氯化碳、芳香族卤化物等。 8)有机硫化物:烷基硫化物、硫醇等 (9)有机磷化物:有机磷农药、有机磷军用毒气等 二、环境效应及其影响因素 1、环境效应:自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏, 从而导致环境系统的结构和功能发生变化。 2、按环境变化的性质可分为环璄物理效应、环境化学效应和环境生物效应。 4
4 癌物质，如苯并芘、亚硝基化合物。一些食品、制药、制革等一些生物制品 加工工业，还排放大量需氧有机物，从而产生微生物、寄生虫等。 （2）农业：农业对环境造成的污染主要是农药、化肥、农业机械等工业品， 农业本身造成的水土流失和农业废弃物等。农家肥料中常含有细菌和微生物。 （3）交通运输：对环境造成的污染主要是噪声、汽油和柴油等燃料燃烧的产 物排放和有毒有害物质的泄漏、清洗、扬尘和污水等。其中，石油燃烧排放 的废气中含有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、铅、硫氧化物和苯并芘等。 （4）生活：生活活动也能产生物理的、化学的和生物的污染，排放“三废”。 分散取暖和炊事燃煤是城市主要的大气污染源之一。生活污水主要包括 洗涤和粪便污水，它含有病菌、病毒与寄生虫等病原体。城市垃圾中含有大 量废纸、玻璃、塑料、金属、动植物食品的废弃物等。 2、化学污染物（九类） （1）元素：铅、镉、铬、贡、砷等重金属和准金属、卤素、氧、黄磷等。 （2）无机物：一氧化碳、氮氧化物、卤化氢、卤间化合物、氰化物等。 （3）有机化合物和烃类：烷烃、芳烃和多环芳烃等。 （4）金属和准金属有机化合物：二苯铬等。 （5）含氧有机化合物：环氧乙烷、醇、醛等。 （6）有机氮化合物：胺、硝基甲烷、TNT 等。 （7）有机卤化物：四氯化碳、芳香族卤化物等。 （8）有机硫化物：烷基硫化物、硫醇等。 （9）有机磷化物：有机磷农药、有机磷军用毒气等。 二、环境效应及其影响因素 1、环境效应：自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏， 从而导致环境系统的结构和功能发生变化。 2、按环境变化的性质可分为环境物理效应、环境化学效应和环境生物效应
1、环境物理效应:是由物理作用引起的,如:噪声、地面沉降、热岛效应 温室效应等 2、环境化学效应:在各种环境因素影响下,物质间发生化学反应产生的环境 效应。如:湖泊的酸化、土壤的盐碱化、地下水硬度升髙、局部地区发生光 化学烟雾、有毒有害固体废物的填埋造成地下水污染等 3、环境生物效应:环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果。如:大量 工业废水排入江河湖海队生态系统产生毒性效应,使鱼类受害减少甚至灭绝。 任意砍伐森林,造成水土流失,产生干旱、风沙灾害等。 三、环境污染物在环境各圈层的迁移转化过程简介 1、污染物的迁移:污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集、分 散和消失的过程。 2、污染物的转化:污染物在环境中通过物理、化学和生物的作用改变形态或 转变为另一种物质的过程。 3、污染物的迁移主要有机械迁移、物理一化学迁移和生物迁移三种方式。污 染物可通过蒸发、渗透、凝聚、吸附等物理过程实现转化;也可通过光化学 氧化、氧化还原、水解等化学作用实现;还可通过生物的吸附、代谢等生物 作用实现转化。 (分别举例说明) 四、环境化学的地位和作用(见课本3页)
5 1、环境物理效应：是由物理作用引起的，如：噪声、地面沉降、热岛效应、 温室效应等。 2、环境化学效应：在各种环境因素影响下，物质间发生化学反应产生的环境 效应。如：湖泊的酸化、土壤的盐碱化、地下水硬度升高、局部地区发生光 化学烟雾、有毒有害固体废物的填埋造成地下水污染等。 3、环境生物效应：环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果。如：大量 工业废水排入江河湖海队生态系统产生毒性效应，使鱼类受害减少甚至灭绝。 任意砍伐森林，造成水土流失，产生干旱、风沙灾害等。 三、环境污染物在环境各圈层的迁移转化过程简介 1、污染物的迁移：污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集、分 散和消失的过程。 2、污染物的转化：污染物在环境中通过物理、化学和生物的作用改变形态或 转变为另一种物质的过程。 3、污染物的迁移主要有机械迁移、物理—化学迁移和生物迁移三种方式。污 染物可通过蒸发、渗透、凝聚、吸附等物理过程实现转化；也可通过光化学 氧化、氧化还原、水解等化学作用实现；还可通过生物的吸附、代谢等生物 作用实现转化。 （分别举例说明） 四、环境化学的地位和作用（见课本 3 页）